老葉的植物王國

  天麻。圖片來源： 維基百科 如果要選一類的植物最懂得「騙」，大概就一定是蘭花了。蘭花為了要吸引昆蟲上門幫忙授粉，可說是用盡了各種手段：有些會發出「人味」，有些會模仿交配的對象，而天麻屬（ Gastrodia ）的蘭花們也不例外：它們之下有20種左右，分佈於東亞、馬來西亞與大洋洲。這屬的蘭花是所謂的「腐生蘭」，也就是它們是寄生在其他的生物上（天麻屬的寄主是真菌）。 其中有一種天麻屬的蘭花， Gastrodia foetida ，吸引了研究者的關注。它有什麼特別之處呢？神戶大學的科學家注意到，它的花瓣是肉質的，且在授粉後幾天就會掉落。於是他開始觀察這種蘭花，與它的授粉者（果蠅）之間的關係。 結果發現：其他的蘭花都只是「騙」昆蟲過來授粉，然後就掰掰了，沒有給昆蟲任何好處；但是這種蘭花，果蠅真的會在它的花瓣上產卵，且幼蟲會吃花瓣，還能長大蛻變成蠅！也就是說，果蠅是真的從這種蘭花身上得到了好處，完全沒有白忙一場。 參考文獻： Kenji Suetsugu. A novel nursery pollination system between a mycoheterotrophic orchid and mushroom‐feeding flies. Ecology, 2023; DOI: 10.1002/ecy.4152

  大丁黃。 圖片來源 雙翅目（Diptera）的昆蟲包括了蚊、蠅、蚊滋（fungus gnat，眼蕈蚊總科昆蟲的總稱），向來都被當成有害的昆蟲，大家恨不得把它們全部消滅。可是這些昆蟲蠻多也是重要的授粉者，比方說蒼蠅會幫芒果授粉，而北方小澤蘭也靠 蚊子幫忙授粉 ，並因此演化出了發出「人味」的機制。 最近（2023）日本的研究發現，蚊滋也是重要的授粉者。他們偏愛衛矛屬（ Euonymus ）的中開紅花並發出類似優格氣味的花的種類。 研究者觀察了美國、日本與台灣共十一種衛矛屬植物，其中有五種開紅色的花，六種開白色、淺綠色、黃綠色的花。他們分析所有造訪這些植物的昆蟲身上的花粉，分析這些花粉屬於什麼種類的植物。 結果發現：蚊滋特別喜歡紅色的花！由於蚊滋其實看不到紅色，所以研究者又做了許多分析，發現蚊滋真的是偏愛紅色的花。而氣味的分析也顯示了，蚊滋喜歡發出優格氣味的花。 更有意思的是，研究者發現如大丁黃（ Euonymus laxiflorus ）這種植物，幾乎是完全靠蚊滋授粉，且他們也呈現了所謂的「授粉者症候群」（pollinator syndrome），也就是發展出了完全適應其授粉者的性狀。大丁黃開紅色的花、發出優格的氣味，且具有短短的雄蕊，這些都是為了蚊滋發展出來的。 生態系是很複雜的，我們討厭的雙翅目，對許多植物卻很重要呢！ 參考文獻： Ko Mochizuki, Tomoko Okamoto, Kai-Hsiu Chen, Chun-Neng Wang, Matthew Evans, Andrea T Kramer, Atsushi Kawakita. Adaptation to pollination by fungus gnats underlies the evolution of pollination syndrome in the genus Euonymus. Annals of Botany, 2023; DOI: 10.1093/aob/mcad081

  圖片來源： 維基百科 捕蠅草（Venus flytrap， Dionaea muscipula ）我們已經介紹過很多次了，相信大家都不陌生；這次我們要介紹的是它捕蟲以外的特殊技能：感熱。 捕蠅草為什麼要感熱呢？在它的原生地（美國卡羅萊納州），捕蠅草主要生長在沼澤裡。沼澤裡除了捕蠅草，還有很多其他的植物，而這些植物常常會長得很高，蓋過捕蠅草，讓捕蠅草無法取得它需要的養分：小蟲。 但是科學家觀察到，在這些地方有時會因為雷擊或其他因素，引起森林火災；這時候很神奇的是，捕蠅草可以熬過火災，浴火重生。火災後其他的植物都被燒光了，剩下捕蠅草獨領風騷。 到底捕蠅草是怎麼熬過火災的？科學家發現，捕蠅草在溫度上升時會關起它的變形葉。等火災過去兩三天，變形葉又會重新打開捕蟲。 科學家們便做了一個測試。他們模仿捕蠅草的原生地，在捕蠅草上面放上乾草，點然後以電風扇從不同角度吹它。結果發現捕蠅草的變形葉都關閉了，而在「火災」後大約一週，部份的捕蠅草重新「開張」捕蟲。 接著科學家用點燃的火柴來測試，發現捕蠅草在火柴接近時很快的就關閉變形葉了。 不論是點燃的火柴或是人工火災，要在實驗室裡弄這些總是令人不放心！於是科學家們改用吹熱風（這也比較容易控制）的方法來測試捕蠅草。 一開始他們讓溫度在四秒內從攝氏20度上升到74度。結果捕蠅草的變形葉當然很快就關閉了。科學家發現，當溫度上升超過攝氏28度時，捕蠅草會產生兩個動作電位（AP），而這兩個動作電位相隔僅有一秒。移除熱源後24-72小時，捕蠅草又重新「開張」。 接著科學家進行更詳細的測試，讓溫度上升得慢些，看看捕蠅草的反應是否有變化。測試的結果發現，當溫度低於攝氏25度時，不會有任何動作電位的產生；而溫度上升到攝氏43度時，所有的變形葉都發出了動作電位。動力學分析顯示，一半的變形葉關閉的溫度為攝氏37.9度。 過去的研究發現，要先有細胞質的鈣離子濃度上升，接著才會有動作電位的發生。研究團隊的測試也發現，溫度超過攝氏38度時，細胞內的鈣離子濃度的確會先上升，接著才會出現動作電位。 接著科學家想知道，溫度上升的速度快慢，是否也有影響呢？測試的結果發現，當每秒僅上升攝氏0.25度時，不會引發任何動作電位，變形葉也不會關閉。若每秒上升攝氏2.5度時，所有的變形葉都關閉，動作電位也都產生。如果放慢到每秒上升攝氏1.2度，則有半數的變形葉產生了動作電位並且關